こんにちは、鹿野一郎です。
今日は人間の体脂肪が蓄えているエネルギーと、TNT火薬が蓄えているエネルギーについて話したいと思います。
ある時、TNT火薬の爆発のエネルギーについて書かれた文章を読んだ事があったんですが、その時に人間の体脂肪と比べてどのくらい違うのだろうと思ったんですよ。
計算して比較してみると興味深い結果が出たので、今日はそれを書きたいと思います。
人間の体脂肪
人間の体脂肪は1kgあたり、およそ7200キロカロリーのエネルギーを蓄えていると言われていますね。
なので食事で7200キロカロリーを過剰に摂取すると体脂肪は1kg増えます。
逆に激しい運動などをして、7200キロカロリーを余分に消費すれば、体脂肪は1kg減ります。
ここで言っているのは、体脂肪の増減であって、体重の増減ではありません。
体重は1日の間に随分増減すると思います。
おそらく朝起きた時が一番軽くて、晩ご飯を食べた後が一番重いでしょう。
食事をすれば体重は増えるし、水を飲んでも体重は増えます。
運動をしてたくさん汗をかけば体重は減るし、トイレに行って排泄をしても体重は減ります。
ここではそういう話をしているのではなくて、体脂肪の話をしています。
前にこんな話を聞いた事があります。
普通の人がランニングで消費するカロリーは体重〔kg〕かける走った距離〔km〕が消費カロリー〔kcal〕になるそうです。
ということは体重72kgの人が10km走ると、消費カロリーは720キロカロリーになります。
燃焼する体脂肪は100gです。
でも実際に夏場に10kmも走れば、僕の場合は体重が1kgは減ります。
それは汗が出るからです。
僕はフルマラソンを3回完走した事がありますが、その当時の体重は77kgぐらいでした。
なので計算するとフルマラソンで消費したカロリーはおよそ3300キロカロリーです。
これで燃焼した体脂肪は460グラム程度ということになります。
でも、フルマラソンを走った翌朝、腹回りがかなりすっきりしたのを覚えています。
まあ、食事をすればすぐに元に戻るんですけどね。
TNT火薬のエネルギー
TNT火薬というのをご存知でしょうか。
実は僕はよくわかっていません。ダイナマイトの火薬かな？と思う程度です。
TNTが、トリニトロトルエンの略だということは知っていましたが、トリニトロトルエンの構造式も書けないし、どういう反応を起こすのか、その化学式も知りません。あれ？
少し覚えているかな？トルエンって、確かベンゼン環にCH3がくっついたものでしたよね？
ニトロというのはなんでしたっけ？トリというのは三つという意味だったと思うので、トルエンにニトロが三つくっついたものなんですかね。
僕は化学は大苦手で、平均点すら取れなかった人間なので、ここに書いたことは信用しないでください。
調べずに記憶で書いているので、間違っている可能性が高いです。
真相を知りたい方が、ご自分で調べてください（笑）。
要するに僕にはよくわかりませんが、多分ダイナマイトの火薬だと思います。
それの爆発のエネルギーは、1gあたり大体1000カロリーぐらいだそうです。
これは人間の体脂肪のエネルギーの何倍なのでしょうか？
人間の体脂肪のもつエネルギーは、1kgあたり7200キロカロリーなので、1グラムあたりに直すと、7200カロリーということになります。
あれ？何かおかしくないですか？
人間の体脂肪の方がエネルギーが大きいですよ。
しかも7.2倍ものエネルギーを持っていますよ。
この計算は本当にあっているんでしょうか？
1kgのTNT火薬に火をつけたら大爆発をしますが、腹の脂肪に火をつけても火傷するだけで爆発はしません。
人間の脂肪は水分を大量に含んでいるからでしょうか？
体脂肪を体から切り取って、日干しにしてカピカピにしたら、火をつけて爆発するようになるんでしょうか？
それはならないですよね。
実験しなくてもわかります。
火薬はなぜ爆発する？
花火で使うような火薬でも、大量に集めて点火すると、一気に全体が爆発し、ビルを吹っ飛ばすほどのエネルギーを放出します。
でも大量に集めた新聞紙に点火しても、全部が同時に燃えることはなく、端からゆっくりと延焼していき、全部燃えるまでにはかなりの時間を要するでしょう。この違いは一体何なのでしょうか？
職場で化学の先生に聞いてみたら、大体次のような話を聞かせてくれました。
それは反応が隣に移る速度がめちゃくちゃ速いからだそうです。
一瞬で全体が爆発したように見えるほど反応の伝達速度が速いのだそうです。ただ、なぜそんなに速く伝わるのかはわかっていないそうです。
そもそも燃焼という反応はまだ未解明な部分が多く、反応前と反応後の様子しかわかっていないと言います。
おそらく反応はひとつではなく幾つもの反応が段階的に起こるだろうけれど、燃焼のプロセスは何もわかっていないのだそうです。
酸素と炭素がくっついて二酸化炭素になるんじゃないんですか？と尋ねましたが、冷静に考えたら物質の中に炭素原子が単体で存在する事は極めてまれで、普通は他の物質と化合した状態で存在しています。
主に水素、窒素とくっついていると思います。そこに酸素がやってきて、燃焼が起こります。
炭素と酸素がくっついて二酸化炭素になるというのは間違いではないですが、世の中そんなに単純ではないようです。
ちょっとインターネットで調べてみましたが、TNT火薬は爆速が秒速6900mだそうです。
爆速というのは爆発が伝達される速度のことで、TNT火薬を大量に持ってきて点火した場合、1秒間で6900m先まで爆発するということだそうです。
これだけ速ければ確かに全てが同時に爆発するように見えますね。
火薬の種類によって爆速は違うそうですが、遅いものは秒速400mぐらいで、速いものは秒速8000mぐらいになるそうです。
それとトリニトロトルエンについても調べましたが、ベンゼン環にCH3が1個と NO2が3個くっついたものがトリニトロトルエンでした。
さすがに、あやふやな知識で書いた文章を、調べもしないまま終わるわけにはいかないと思い、調べてみました。
エネルギーの話
体脂肪１kgの持つエネルギーが、TNT火薬１kgの持つエネルギーの7倍以上というのは驚く話でした。
体脂肪1kgを燃焼させるのに必要な運動は、ランニングだったら体重72kgの人は100km走らなければなりません。
人が100kmのランニングをするのに、どのくらいの時間を要するでしょうか。
続けて100km走れる人はほとんどいないと思いますが、10kmならば1時間で走れるひとも多いでしょう。
仮に疲れを知らない人がいて、その人は10時間で100kmを走れると仮定しましょう。
そうすると10時間で7200キロカロリーを消費することになります。
1時間で720キロカロリー、1分で12キロカロリー、1秒で0.2キロカロリーです。
1秒で200カロリーを消費するわけですが、これはエネルギーに変換すると、1秒でおよそ840ジュールのエネルギーを消費することに相当します。
1カロリーがおよそ4.2ジュールに相当するので、こういう結果になります。
1秒で840ジュールのエネルギーを消費するという事は、この人の仕事率が840ワットという事になります。
ワットというのは電気の単位だと思っている人も多いかもしれませんが、ワットというのは仕事率の単位です。
一秒間に供給または消費するエネルギーを表します。
ドライヤーに1200Wと書いてあったら、一秒間に1200ジュールの熱のエネルギーを放出するという意味になります。
この場合のワットは電力の単位ですが、電力は仕事率と同等の意味です。
一生懸命ランニングをしている時に消費エネルギーがドライヤーより少ないというのはちょっと悲しい話ですね。
減量をするなら運動より食事管理
ここまで述べてくると、人間の体脂肪がどれほど巨大なエネルギーを持っているかわかりますよね。
その巨大なエネルギーをどうやって体内に取り入れたかというと、それは食事ですよね。
食事でエネルギーを取りすぎるからそうなったんです。
これを運動で全て消費するのは、人間業ではないことも分かりますよね。
減量をするなら、運動より食事管理です。
摂取カロリーを1割減らすだけで、減量できると思います。ただし、それをコツコツと続ける事が大切ですよね。
減量は1日してならず、摂取カロリーを１割減らし、それを半年続ける事ができたら、はっきりと目に見えて痩せると思いますよ。
ものすごく単純な計算をしますが、摂取カロリーを１割減らしたら、長期的にみて体重も1割減るでしょう。
80kgの人だったら、72kgまで減ります。
摂取カロリーを1割制限するだけでです。
ただし、1ヶ月やそこらで痩せられるはずはなく、半年ぐらいは減量を続ける必要があります。
昔の僕もそうでしたが、世の中には減量に失敗してばかりで、永遠に減量法を探し続ける人が多くいると思います。
減量に失敗するのは、食事制限をやめるからです。
それ以外の理由はないと思います。
食事制限が続かない理由は二つあると思います。
一つは急激な食事制限をしてしまって、苦しくなって続かなくなる事。
もう一つは、食事を元に戻したら体型も元に戻ることを理解していない事。
理由はどうあれ、食事制限をやめたら体型は元に戻ります。
痩せるために一番効果的なのは、食事を制限する事で、しかもそれをずっと続ける事です。
エネルギーの話をしていたはずなのに、いつの間にか減量の話になってしまいました。
とりとめもなく、キリがないので、今回はこの辺で終わりにさせていただきます。
ありがとうございました。
